單片機(jī)在自動(dòng)繞線機(jī)中的應(yīng)用

謝元成　李如羨

摘 要 目前，自動(dòng)繞線機(jī)在工作過程中，通過機(jī)械行程開關(guān)實(shí)現(xiàn)往返的自動(dòng)控制。在要求改變繞線匝數(shù)時(shí)，需要通過調(diào)整行程開關(guān)的位置以實(shí)現(xiàn)改變?cè)褦?shù)的數(shù)量，這種調(diào)整行程開關(guān)位置的方式很多時(shí)候不是很方便，而且很繁瑣。利用單片機(jī)可以通過改寫程序的方式來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，以達(dá)到調(diào)整位置和繞線匝數(shù)的目的，在實(shí)際的應(yīng)用中有很強(qiáng)的操作性，可以提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞 行程開關(guān)；單片機(jī)；匝數(shù)

中圖分類號(hào) TM305 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）17-0140-01

1 自動(dòng)繞線機(jī)的基本原理

繞線機(jī)在往返運(yùn)行的過程中，從左側(cè)運(yùn)行到右側(cè)、再從右側(cè)運(yùn)行到左側(cè)，主要是通過安裝在左右兩側(cè)的行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。從左往右一直運(yùn)行的過程中，機(jī)械裝置一定會(huì)碰到安裝在右側(cè)的行程開關(guān)，當(dāng)碰到右側(cè)行程開關(guān)的時(shí)候，右側(cè)行程開關(guān)改變了三相電機(jī)的三相電源相序，使得電機(jī)在當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，改為向左側(cè)運(yùn)行，當(dāng)碰到安裝在左側(cè)的行程開關(guān)時(shí)，恢復(fù)原來三相電源的相序，電機(jī)在當(dāng)前的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)向右側(cè)運(yùn)行。這樣，周而復(fù)始地作往復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不斷的繞線，實(shí)現(xiàn)按下停止按鈕。在左右行程開關(guān)兩側(cè)各有一個(gè)停止開關(guān)，這兩個(gè)開關(guān)主要的目的是為了防止左右行程開關(guān)失靈的情況下，起到了一重保護(hù)作用，假如在電機(jī)往右運(yùn)行的過程中，碰到右側(cè)行程開關(guān)，而右側(cè)行程開關(guān)失靈的情況下，電機(jī)本來應(yīng)該停止往右而改為往左運(yùn)行，但因右側(cè)行程開關(guān)失靈，電機(jī)仍然往右運(yùn)行，這個(gè)時(shí)候右側(cè)的保護(hù)開關(guān)就很重要，在電機(jī)運(yùn)行過程中碰到最外側(cè)的這個(gè)保護(hù)開關(guān)，電源會(huì)被強(qiáng)行切斷，實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)保護(hù)的目的（見圖1）。

2 存在的問題

1）機(jī)械行程開關(guān)的使用壽命不長(zhǎng)。電機(jī)往復(fù)運(yùn)行的過程中、按照每分鐘被碰撞20次，一個(gè)小時(shí)就是1 200次，如果一天連續(xù)工作10h，機(jī)械行程開關(guān)就會(huì)被碰撞12 000次，一個(gè)月會(huì)被碰撞36萬次。如果一個(gè)行程開關(guān)的壽命是10萬次，左右兩側(cè)的行程開關(guān)每個(gè)月得更換7個(gè)，成本高、更換時(shí)間頻繁，實(shí)際上增加了材料成本、時(shí)間成本、人力成本。

2）調(diào)整麻煩。在繞線匝數(shù)改變時(shí)，我們必需對(duì)行程開關(guān)的位置進(jìn)行調(diào)整，而這種調(diào)整的方法就是通過擰松螺絲調(diào)整行程開關(guān)位置、再擰緊螺絲固定行程開關(guān)位置，這種調(diào)整方法在有些場(chǎng)所會(huì)浪費(fèi)很的人力、物力、財(cái)力。

3）安全性相對(duì)不高。機(jī)械的行程開關(guān)使用壽命短，在使用的過程中，有時(shí)候會(huì)不靈敏，無形中存在一定的安全隱患。

3 單片機(jī)控制方案

1）單片機(jī)工作的基本原理，單片機(jī)的型號(hào)和種類很多，這里以我們學(xué)常見的51系列為例來進(jìn)行介紹。（1）輸入輸出端口。不管那種型號(hào)的單片機(jī)，輸入輸出端口是共同的，每一個(gè)端口都可以通過程序編寫輸入或者輸入高低電平，這種編程輸入輸出高電平的方式也就是單片機(jī)可以靈活控制的一個(gè)主要原因。（2）存儲(chǔ)器。單片機(jī)機(jī)中存儲(chǔ)器有ROM和RAM，ROM是只讀存儲(chǔ)器，也叫程序存儲(chǔ)器，我們把自己的控制思路和方案編寫成程序代碼后存放在ROM中。單片機(jī)每次通電重啟復(fù)位后，從ROM中讀取代碼并執(zhí)行。（3）定時(shí)器。定時(shí)器是單片機(jī)的一大特色，有了這個(gè)定時(shí)器，我們?cè)谏婕暗綍r(shí)間需要的時(shí)候，我們就可以很方便的使用單片機(jī)中的定時(shí)器。這個(gè)定時(shí)器同樣可以通過程序改寫，讓它工作在不同的模式。（4）通信端口。單片機(jī)還有個(gè)串行通信端口，可以跟電腦等設(shè)備進(jìn)行通信和程序代碼的下載，這個(gè)端口也是可以通過程序進(jìn)行模式的改寫。

2）控制方案，原來安裝在兩側(cè)的行程開關(guān)由兩個(gè)傳感器來替代，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行到相應(yīng)位置后，傳感器檢測(cè)到信號(hào)并傳送給單片機(jī)處理系統(tǒng)，單片機(jī)處理系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，通過輸入輸出端口改變電機(jī)三相電源的相序，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前狀態(tài)下電機(jī)的反轉(zhuǎn)。

3）增加了兩個(gè)調(diào)整匝數(shù)的按鈕，一個(gè)按鈕用來增加繞線的匝數(shù)，另外一個(gè)按鈕用來減少繞線的匝數(shù)。增加這兩個(gè)按鍵后，改變電機(jī)的繞線匝數(shù)就變得非常方便，不再需要改變?cè)瓉硇谐涕_關(guān)的位置。（見圖2）

4）控制基本原理。通過傳感器來檢測(cè)和判斷電機(jī)的運(yùn)行位置、通過程序的編寫來改變單片機(jī)的控制方案、通過繼電器來控制強(qiáng)電系統(tǒng)的切換。

4 單片機(jī)控制后的優(yōu)點(diǎn)

1）使用壽命大大增長(zhǎng)、安全性增加。由于傳感器這種電子開關(guān)是沒有直接接觸的，也就是說在使用的過程中是沒有任何磨損的，理論上它的使用壽命是機(jī)電開關(guān)的100倍以上。2）使用很靈活。匝數(shù)要求改變時(shí)，無需調(diào)整行程開關(guān)的位置，只需要通過相應(yīng)的按鍵就可以實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)論

單片機(jī)在是一種微型的計(jì)算機(jī)，由于可以通過編寫程序來更改輸入輸出商品的工作狀態(tài)，使得單片機(jī)在使用的過程中非常方便，很容易將一部分手動(dòng)的機(jī)械控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

參考文獻(xiàn)

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[3]廖世海.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.endprint